mRNAの核外輸送機構に関する研究

• Project/Area Number: 11237206
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kumamoto University (2001-2003); Kyushu University (1999-2000)
• Principal Investigator: 谷 時雄 熊本大学, 理学部, 教授 (80197516)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大島 靖美 九州大学, 大学院・理学研究院, 教授 (90037606)
• Project Period (FY): 1999 – 2003
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2003)
• Budget Amount: ¥64,500,000 (Direct Cost: ¥64,500,000); Fiscal Year 2003: ¥12,800,000 (Direct Cost: ¥12,800,000); Fiscal Year 2002: ¥12,800,000 (Direct Cost: ¥12,800,000); Fiscal Year 2001: ¥12,700,000 (Direct Cost: ¥12,700,000); Fiscal Year 2000: ¥12,700,000 (Direct Cost: ¥12,700,000); Fiscal Year 1999: ¥13,500,000 (Direct Cost: ¥13,500,000)
• Keywords: mRNA / 核外輸送 / 分裂酵母 / 温度感受性変異体 / Ptr5 / Ptr9 / DSS1 / 遺伝子 / 温度感受性変異株 / Ptr10 / 分化 / 輸送 / Ptr8 / RNPS1 / コケイン症候群 / 核 / マイクロインジェクション / ATP結合蛋白質 / リボゾーム

Research Abstract

1.分裂酵母のmRNA核外輸送温度感受性変異株ptr5とptr9の原因遺伝子をクローニングし、解析を行った。その結果、ptr5^+遺伝子がコードする蛋白質は核膜孔因子Nup85pの分裂酵母ホモログであることが示された。ptr5変異株では蛋白質の核内外輸送は正常であったことから、Ptr5pはmRNA核外輸送特異的に機能する核膜孔因子であることが示唆された。また、ptr9遺伝子は紡錘極体(SPB)形成に関与するSfilpと同一であった。ptr9変異株では、細胞形態の異常が観察されることから、細胞周期進行の制御とmRNA核外輸送機構との間に何らかの関連がある可能性が示唆された。
2.ヒトの手足形成不全を伴う遺伝性疾患split hand/split foot病の原因遺伝子DSS1の分裂酵母相同遺伝子を欠失させると、mRNAの核外輸送に異常を示すことを昨年度までに明らかにした。今回新たにdss1欠失株のマルチコピーサプレッサーとして、プロテアソームの構成因子であるPadlpを同定した。この結果から、DSS1がプロテアソームを介して機能していることが判明した。
3.蛍光標識したftz pre-mRNAをHeLa細胞核にマイクロインジェクションしたところ、蛍光pre-mRNAは核内でSC35のスペックルと共局在してスプライシングされた後に、細胞質へと核外輸送された。イントロンを含まないcDNA由来のmRNAに比較して、pre-mRNAの方が迅速に細胞質へと輸送され、スプライシング反応が核外輸送を促進することが示された。RT-PCRを用いて蛍光mRNAが細胞内で分解されていないこと、また、転写阻害によってmRNA核外輸送が阻害されること、その際輸送されなかった蛍光mRNAが核内の新規ドメインTIDRに蓄積することを明らかにした。本実験系は、唯一のmRNA核外輸送の可視化アッセイ系として今後有用であると思われる。

Research Products

• [Publications] Abul Kalam Azad: "A mutation in the gene involved in sister chromatid separation causes a defect in nuclear mRNA export in fission yeast"Biochemical and Biophysical Research Communications. 310. 176-181 (2003)
• [Publications] Takashi Ideue: "The nucleolus is involved in mRNA export from the nucleus in fission yeast"Journal of Cell Science. (in press). (2004)
• [Publications] Tomoko Andoh: "The fission yeast ptr1+ gene involved in nuclear mRNA export encodes a putative ubiquitin ligase"Biochemical and Biophysical Research Communications. (in press). (2004)
• [Publications] 谷 時雄: "mRNA情報発現の制御機構と核の機能構造"細胞工学. 21. 1174-1178 (2002)
• [Publications] 多田隈尚史: "mRNA核外輸送の視覚化"蛋白質核酸酵素. 48. 2133-2141 (2003)
• [Publications] Yasuaki Habara: "Mutation in the prp12+ gene encoding a homologue of SAP13O/SF3b13O causes differential inhibition of pre-mRNA splicing an arrest of cell-cycle progression in Schizosaccharomyces pombe"RNA. 7. 671-681 (2001)
• [Publications] Takeo Shoubuike: "The dhp1+ gene, encoding a putative nuclear 5'-3' exoribonuclease, is required for proper chromosome segregation in fission yeast"Nucleic Acids Research. 29. 1326-1333 (2001)
• [Publications] Kazuo Tatebayashi: "Fission yeast Moglp homologue, which interacts with the small GTPase Ran, is required for mitosis-to-interphase transition and poly(A)+ RNA metabolism"Genetics. 157. 1513-1522 (2001)
• [Publications] Wiebke Schmidt: "Fission yeast Prp4p kinase regulates pre-mRNA splicing by phosphorylating a non-SR-splicing factor"EMBO Reports. 2. 35-41 (2001)
• [Publications] Yasuaki Habara: "Mutation in the prp12^+ gene encoding a homologue of SAP130/SF3b130 causes differential inhibition of pre-mRNA splicing and arrest of cell-cycle progression in Schizosaccharomyces pombe"RNA. (in press). (2001)
• [Publications] Kazuo Tatebayashi: "Fission yeast Toi1p, which interacts with the small GTPase Ran, is required for mitosis-to-interphase transition and poly (A)^+ RNA metabolism"Genetics. (in press). (2001)
• [Publications] Wiebke Schmidt: "Fission yeast Prp4p kinase regulates pre-mRNA splicing by phosphorylating a non-SR-splicing factor"EMBO Reports. (in press). (2001)
• [Publications] Takeo Shoubuike: "The dhp1^+ gene encoding a putative nuclear 5'-3' exoribonuclease is required for proper chromosome segregation in fission yeast"Nucleic Acids Research. (in press). (2001)
• [Publications] Mitchell Beales: "Mutations in the large subunit of U2AF disrupt pre-mRNA splicing, cell cycle progression and nuclear structure"Yeast. 16. 1001-1013 (2001)
• [Publications] 谷時雄: "snRNAとスプライシング"シュプリンガー・フェアラーク東京、RNA研究の最前線. 101-117 (2001)
• [Publications] 谷 時雄: "mRNAの核外輸送機構"実験医学. 17・18. 2373-2379 (1999)
• [Publications] 谷 時雄: "mRNAの核外輸送に関与する遺伝子群"蛋白質核酸酵素. 44・12. 1897-1906 (1999)